Circuitul contactorului în stare solidă pentru pompe cu motor

În acest articol învățăm cum să proiectăm și să construim un circuit de contactor în stare solidă folosind triac-uri pentru operarea sarcinilor grele, cum ar fi motoarele submersibile ale pompei de sondă cu fiabilitate ridicată și fără nici o preocupare cu privire la problema uzurii sau a problemelor de degradare pe termen lung ale unității de contactor.

Ce este un contactor

Un contactor este o formă de întrerupător pornit / oprit alimentat de la rețea, prevăzut pentru a gestiona sarcini grele la curenți mari și vârfuri mari de comutare în arcurile de formă de pe contactele lor de comutare. Este utilizat în principal pentru comutarea sarcinilor inductive cu putere mare sau curent ridicat, cum ar fi motoarele submersibile cu pompă trifazată sau alte tipuri similare de sarcini industriale grele care pot include, de asemenea, solenoizi.

Cum funcționează un contactor

Un comutator de contactor de bază va avea următoarele elemente de bază în configurația sa electrică:

1. Un comutator Push-to-ON
2. Un comutator Push-to-OFF
3. Un mecanism de releu a funcționat de rețea

Într-o configurație standard a contactorului mecanic, comutatorul de pornire care este un comutator push-to-ON este utilizat pentru blocarea contactelor contactorului într-o poziție pornită, astfel încât sarcina conectată să fie de asemenea pornită, în timp ce comutatorul Stop care este o apăsare -întrerupătorul de oprire este utilizat pentru a întrerupe acest dispozitiv de blocare și pentru a opri sarcina conectată.

Când comutatorul de apăsare pe PORNIT este apăsat de utilizator, se alimentează o bobină electromagnetică integrată, care trage un set de contacte cu sarcină încărcată cu arc și le conectează puternic cu un alt set de contacte pentru sarcini grele. Aceasta unește cele două seturi de contacte alăturate care permit curentului să curgă de la sursa de alimentare la rețea către sarcină. Încărcarea este astfel pornită cu această operație.

Bobina electromagnetică și seturile de contacte asociate formează mecanismul de releu al contactorului, care se blochează și se pornește de fiecare dată când este apăsat comutatorul push-to-ON sau se apasă comutatorul START.

Comutatorul Push-to-OFF acționează în mod opus, când acest comutator este apăsat, zăvorul releului este forțat să se rupă, care la rândul său eliberează și deschide contactele în poziția sa originală OFF. Acest lucru face ca sarcina să fie oprită.

Probleme cu contactorii mecanici

Contactoarele mecanice funcționează destul de eficient prin procedurile explicate mai sus, cu toate acestea, pe termen lung, acestea sunt predispuse la uzură din cauza arcurilor electrice grele din contactele lor.

Aceste arcuri sunt, în general, cauzate de tragerea masivă a curentului inițial de sarcină, care sunt în mare parte inductive, cum ar fi motoarele și solenoizii.

Arcurile repetate provoacă arsuri și coroziune pe suprafețele de contact care în cele din urmă devin prea degradate pentru a funcționa normal pentru comutarea necesară a sarcinii.

Proiectarea unui contactor electronic

Găsirea unei modalități ușoare de a rezolva problema uzurii cu contactorii mecanici pare descurajantă și complexă, cu excepția cazului în care designul este înlocuit în întregime cu un omolog electronic care ar face totul conform specificațiilor, totuși să fie rezistent la infracțiuni împotriva degradării mecanice, indiferent de cât de frecvent sunt acestea. funcționat și cât de mare poate fi puterea de încărcare.

După câteva gândiri, aș putea veni cu următorul circuit simplu de contactor în stare solidă folosind triac-uri, SCR-uri și alte componente electronice

Lista de componente

Toate SCR-urile = C106 sau BT151

Toate triacurile mici = BT136

Toate triac-urile mari = BTA41 / 600

Toate diodele de poartă SCR = 1N4007

Toate diodele redresoare de pod = 1N4007

Funcționarea circuitului

Designul pare destul de simplu. Putem vedea 3 triac-uri de mare putere utilizate ca comutatoare pentru activarea celor 3 linii ale intrării trifazate.

Porțile acestor triac-uri de control de mare putere sunt declanșate de 3 triac-uri de putere redusă atașate, care sunt utilizate ca etape tampon.

În cele din urmă, porțile acestor triac-uri tampon sunt declanșate de 3 SCR-uri individuale configurate separat pentru fiecare dintre aceste rețele triac.

SCR-urile la rândul lor sunt declanșate prin comutatoare separate push-to-ON și push-to-OFF pentru a le activa ON și OFF, ceea ce permite ca triac-urile să fie declanșate corespunzător ON și OFF ca răspuns la activarea corespunzătoare a comutatorului push.

Când comutatorul push-to-ON este apăsat, toate SCR-urile se blochează instantaneu și acest lucru permite ca o unitate de poartă să apară peste porțile tuturor celor 3 triac-uri tampon.

Aceste triac-uri încep acum să conducă, permițând declanșarea porții principalelor triac-uri de putere, care în cele din urmă încep să conducă și permit puterii trifazate să ajungă la sarcină, iar sarcina este pornită.

Pentru a opri acest circuit de releu de contactor electronic, comutatorul de apăsare pe OFF (comutatorul STOP) este apăsat de utilizator, care rupe instantaneu blocarea SCR-urilor, inhibând unitatea de poartă pentru triac și oprindu-le, împreună cu sarcina.

Simplificarea circuitului

În diagrama de mai sus putem vedea etapele intermediare ale tamponului triac folosite pentru retransmiterea declanșării de la SCR-uri la triac-urile de rețea.

Cu toate acestea, o mică examinare relevă faptul că aceste triac-uri tampon ar putea fi eliminate, iar ieșirea SCR ar putea fi configurată direct cu triac-urile de rețea.

Acest lucru ar simplifica și mai mult proiectarea, permițând doar etapele SCR-urilor să fie utilizate pentru acțiunile START și STOP și, de asemenea, ar reduce costul total al unității.